ArrayList VS ArrayDeque 在移动元素中？答案

【问题标题】：ArrayList VS ArrayDeque in shifting elements?ArrayList VS ArrayDeque 在移动元素中？
【发布时间】：2021-02-27 02:56:44
【问题描述】：

我试着问了一个类似的问题，但我没有得到任何令人满意的答案。这个问题背后的动机是this question 的第一个（接受的）答案，粗略地说：

ArrayDeque 没有像 ArrayList 那样移动内容的开销。

在我看来，他们应该采取同样的行动。唯一的区别是ArrayList 是从List 接口实现的，这意味着它可以访问任何任意索引。另一方面，ArrayDeque 是从Queue 接口实现的，它以 LIFO/FIFO 的方式工作。

我要指出的是，它们都使用 AN ARRAY 来存储元素。意思是如果他们都有一个包含这些元素的数组：

2, 4, 6, 8, 10

，执行arraylist.remove(0); 和arraydeque.poll(); 都应该删除值为2 的first/head 元素。

现在我的大问题。在这两种情况下，所有左边的数字（4、6、8、10）是否都向左移动了 1 个插槽？ ArrayList 和 ArrayDeque 在我们进行任何结构修改时它们移动元素的方式有什么区别吗？

【问题讨论】：

推荐你了解数组双端队列的实际工作原理！！参见例如Introduction to the Java ArrayDeque(Baeldung)、Circular array(GeeksforGeeks)、Circular buffer(维基百科)、What is actually a circular array and representation(计算机Science Stack Exchange) 等 --- 他们都有漂亮的图片来帮助你理解。

标签： java list arraylist queue arraydeque

【解决方案1】：

在ArrayList 中，每个元素都会被移动。

在ArrayDeque 中，数组中的元素不移动。数组中表示当前队列头所在位置的指针被移过。

（你可能会问，为什么ArrayList 不这样做？它可以做到，但它只适用于在开头和结尾插入/删除元素，而不是在中间。ArrayList 是'不是真的设计成那样使用 -- 如果你这样做，那么你有一个队列/双端队列，所以你不妨使用ArrayDeque。）

【讨论】：

如果我删除了第一个元素，它们如何不动？这意味着我的第二个元素将占据第一名，那么其余元素是否必须转移？请问可以清除吗？不管指针如何，这是可以理解的。
@Stefan：我不明白你的问题。如果删除 ArrayList 的第一个元素，是的，第二个元素移动到第一个位置，所有其他元素也移动一个位置。
对不起，我应该更准确。我在为ArrayDeque 提出这个特殊问题。我的意思是如果我删除零索引元素，它们如何不动？让我们暂时忽略光标，专注于普通数组。
第一个元素设置为空。其他元素不动。

【解决方案2】：

ArrayDeque 维护一个大小为 16 的小型内部数组，并维护指向 head 和 tail 的指针，直到其大小达到其限制。一旦达到限制，它将使数组的大小加倍。我们在 ArrayDeque 上执行的所有操作都是通过手头指针和尾指针进行管理的。

但在 ArrayList 的情况下，大多数操作都使用数组的索引。它从 0 开始。因此，对于 ArrayList，如果我们从中删除第一个元素以保持其索引，则必须移动 ArrayList 的所有元素。这对 ArrayDeque 来说不是挑战，它可以根据我们从哪里移除项目来更新 tail 或 head 的指针。

【讨论】：

好的，它改变了指针位置。但是该元素仍然必须删除。那么其余的元素去哪里了呢？在 ArrayDeque 中删除零索引元素（头）后会发生什么？
其余元素保留在操作前 ArrayDeque 中的任何位置。
所以我仍然会有大小为 5 的数组，只是索引 0 处的元素现在消失了，指针指向索引 1？这意味着如果我不断从头部删除元素并且指针总是指向下一个元素，我的数组将无限增长。我一定在这里遗漏了什么。
或者实际上我将拥有大小为 4 的数组（头部被移除），但元素永远不会移动。这是正确的观点吗？
如果ArrayDeque中只有4个元素，内部会维护一个16的数组，但是size()返回4..就是头尾指针的偏移量之差。